Организация работы и разработки Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники
Отчет по практике - Разное
Другие отчеты по практике по предмету Разное
линии и ее выделение с помощью диспергирующей системы можно определить присутствие этого элемента и определить его концентрацию.
Анализатор является атомно-эмиссионным спектральным прибором, с лазерным источником возбуждения спектров.
Принцип действия анализатора основан на зависимости интенсивности спектральных линий атомного эмиссионного спектра от концентрации соответствующего элемента в пробе.
Спектром принято называть распределение энергии (интенсивности) излучения в зависимости от длины волны или частоты. Эмиссионные спектры получают разложением излучения источников света на монохроматические составляющие спектральными приборами и характеризуют функцией I= f(?).В качестве источников эмиссионных спектров, как правило, выступает газоразрядная плазма высокого давления (плазма с локально установившемся термодинамическим равновесием).
В анализаторе источником атомных эмиссионных спектров служит плазма вещества анализируемой пробы, образуемая в результате воздействия на вещество мощных световых импульсов. Элементарными источниками эмиссионных спектров являются атомы и ионы (ионизованные атомы) вещества в возбужденном состоянии.
Атомные эмиссионные спектры состоят из спектральных линий видимого, ультрафиолетового и близкого инфракрасного диапазона. Разложение света на монохроматические составляющие (диспергирование) в анализаторе осуществляется с помощью дифракционного спектрографа с системой регистрации спектров цифровой камерой (детектором) на базе матричного прибора (ПЗС).
Индикация режимов работы анализатором, обмен данными, архивирование спектров и результатов анализа - осуществляется с помощью программно-аппаратного комплекса, реализованного на базе ПК класса IBMPC.
Чувствительность и точность АЭС зависят главным образом от физических характеристик источников возбуждения спектров - температуры, концентрации электронов, времени пребывания атомов в зоне возбуждения спектров, стабильности режима источника и т. д. Для решения конкретной аналитической задачи необходимо выбрать подходящий источник излучения, добиться оптимизации его характеристик с помощью различных приемов - использование инертной атмосферы, наложение магнитного поля, введение специальных веществ, стабилизирующих температуру разряда, степень ионизации атомов, диффузионные процессы на оптимальном уровне и т.д. Ввиду многообразия взаимовлияющих факторов при этом часто используют методы математического планирования экспериментов.
Основным преимуществом лазерных источников возбуждения является возможность получения спектров как токопроводящих, так и нетокопроводящих веществ и материалов. К тому же лазерные источники, в силу стабильности их энергетических и пространственных характеристик, позволяют проводить послойный анализ и анализ микровключений.
Основные области применения - анализ состава металлов и сплавов в металлургии и машиностроении, исследование геологических образцов и минерального сырья в горнодобывающей промышленности, анализ вод и почв в экологии, анализ моторных масел и других технических жидкостей на примеси металлов с целью диагностики состояния машин и механизмов.
.3 Основытеории спектрального анализа
.3.1 Качественный анализ
Качественный спектральный анализ решает две задачи: определение наличия элемента в анализируемом образце и (или) установление всех элементов, входящих в состав образца.
Метод решения этих задач на первый взгляд представляется простым: на зарегистрированном спектре пробы, определить каким элементам принадлежат обнаруженные в нем линии, и тем самым установить состав пробы. Однако напрактике осуществление такого метода наталкивается на определенные проблемы, которые, тем не менее, в большинстве случаев удается преодолеть.
Первая проблема - это расположение спектральных линий в широком спектральном интервале и различие в энергиях возбуждения линий, что приводит к тому, что спектры всех элементов не всегда могут регистрироваться и возбуждаться в одних и тех же режимах работы анализатора. Однако в большинстве случаев характер образца известен заранее и необходимо определять в нем несколько наперед заданных элементов, что часто позволяет сузить номенклатуру необходимых исследований до разумных.
Вторая проблема состоит в том, что спектры могут содержать огромное количество спектральных линий и осуществить полную расшифровку спектра и идентификацию всех линий трудоемко даже с помощью современных компьютеров. Эта проблема решается использованием последних линий для анализа, в случае малых концентраций определяемого элемента или контрольных линий, в случае, когда в силу каких-то причин последними линиями пользоваться неудобно.
Последние линии - это такие линии определяемого элемента, которые исчезают в последнюю очередь из спектра пробы при уменьшении в ней концентрации данного элемента. Последние линии всех элементов хорошо известны и часто приведены в приложениях таблиц и атласов спектральных линий.
Контрольные линии - это интенсивные линии элементов, выбранные с точки зрения удобства регистрации, для определенного диапазона концентраций элементов в пробе.
Для качественного анализа необходимо и достаточно надежно установить присутствие в спектре одной линии определяемого элемента. Таким образом, для полного анализа нужно разыскать лишь небольшое число линий в спектре пробы, соответствующее числу